电力企业生产过程

2019/8/3制作人：王俊男2019/8/3主要内容•发电实质•热力发电厂的生产过程概述•发电厂的三大核心设备•电厂工人有力量2019/8/3一发电的实质•火力发电•风力发电•水力发电•核发电•太阳能发电•潮汐发电•地热发电2019/8/3•一发电的实质2019/8/3实质•转动机械带动发电机发电•发电机如何发电？一发电的实质2019/8/3•我国与部分国家规定家庭电路的电压使用标准为220v50Hz，即家庭用电电压为220v。至于50Hz是指发电机的转子每秒钟转过50圈，则电流每秒钟来回变化50次，0.02s波动一次。2019/8/3电是不能储存的，发出多少电就得用多少电，这点很多人都清楚。但是倒过来没有人想过：实际上是用多少电，发电厂才能发出多少电。因此，发电厂发出的电与使用的电是平衡的，如果少用了或者不用了，发电厂发出的电力就得降低或停止，绝不允许发电厂发出的电大于消耗的电，否则电网会将崩溃。2019/8/3火力发电原理•发电机靠什么带动？•汽轮机为什么能够转动？•过热蒸汽哪来的？•锅炉的热量哪来的？汽轮机过热蒸汽锅炉燃料二热力发电厂的生产过程概述2019/8/3热力发电厂的生产过程•燃料在锅炉中燃烧，放出的热量将锅炉内的水加热、蒸发并过热成为具有一定温度和压力的过热蒸汽，过热蒸汽由管道引入汽轮机，蒸汽在汽轮机内膨胀做功，冲转汽轮机，带动发电机转动并发出电能。蒸汽在汽轮机内做完功后排入凝汽器，在其中被循环水泵提供的冷却水冷却而凝结成水。凝结水由凝结水泵提升压力后进入低压加热器加热，经除氧器除氧后，由给水泵升压，再经高压加热器进一步加热后送回锅炉继续重复上述循环过程。水在加热器和除氧器内加热的热源均来自汽轮机的各级抽气。2019/8/3凝汽式火电厂生产过程示意图2019/8/3火力发电厂中的能量转化•在锅炉中燃料的化学能转化为蒸汽的热能•在汽轮机中蒸汽的热能转化为机械能•在发电机中机械能转化为电能。•进行能量转换的主要设备——锅炉、汽轮机、发电机，被称为火力发电厂的三大主机。2019/8/3三发电厂三大核心设备•1、锅炉它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一定数量和质量（压力和温度）的蒸汽。•2、汽轮机汽轮机是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分.•3、发电机在发电厂中，同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。将一次能源（水力、煤、油、风力、原子能等）转换为二次能源的设备，现在几乎都是采用三相交流同步发电机。2019/8/31.锅炉•锅炉是火力发电厂中主要设备之一。它的作用是使燃料在炉膛中燃烧放热，并将热量传给工质，以产生一定压力和温度的蒸汽，供汽轮发电机组发电。•由炉膛、烟道、汽水系统（其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道）以及炉墙和构架等部分组成的整体，称为“锅炉本体”。2019/8/3锅炉的分类多种多样•1、按蒸汽参数分类•2、按容量分类•3、按燃烧方式分类•4、按循环方式分类2019/8/3•燃烧效率高，•煤种适应性强，•添加石灰石、有较高脱硫效果，•添加石灰石、降低了氮氧化物生成量，•系统简单、运行操作方便。2019/8/3循环流化床锅炉系统及组成•循环流化床锅炉系统通常由流化床燃烧室（炉膛）、循环灰分离器、飞灰回送装置、尾部受热面和辅助设备等组成。一些流化床锅炉还有外置流化床换热器。2019/8/3燃料石灰石粉水冷壁二次风破碎机一次风底渣过热器循环灰水\蒸汽高温分离器对流受热面竖井炉膛水冷壁过热器蒸汽省煤器空气预热器除尘器飞灰烟筒循环流化床换热器冷却风汽轮机G空气循环流化床锅炉系统2019/8/3燃烧室（炉膛）•流化床燃烧室（炉膛）由膜式水冷壁构成，底部为布风板，以二次风入口为界分为两个区：二次风入口以下的锥形段为大颗粒还原气氛燃烧区，二次风以上为小颗粒氧化气氛燃烧区。燃料的燃烧过程、脱硫过程等主要在炉膛内进行。2019/8/3循环灰分离器•它的作用是把未燃尽的大颗粒固体燃料分离出来。•循环灰分离器的种类很多，但总体上可分为高温旋风分离器和惯性分离器两大类。8/3/20192019/8/3飞灰回送装置•飞灰回送装置的功能是将循环灰分离器收集下来的飞灰送回流化床循环燃烧。由于分离器内的压力低于燃烧器内的压力，循环灰是从低压区回送到高压区，飞灰回送装置还必须起到“止回阀”的作用。2019/8/3燃料•燃料是指在燃烧过程中能够发出热量并能以各种方式加以利用的可燃物质。•燃料按其获得的途径分类，可分为天然燃料和人造燃料；其物态又可分为固体、液体和气体2019/8/3燃料物态天然燃料人造燃料固体燃料泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤、油页岩、石煤、煤矸石、木材木炭、焦炭、粉煤、型煤、石油焦、洗煤厂煤泥、炭沥青、可燃固体废弃物液体燃料石油汽油、煤油、柴油、重油、煤焦油、酒精气体燃料天然气、石油伴气、矿井气高炉煤气、发生炉煤气、炼焦炉煤气、石油裂化气、地下气化煤气、沼气燃料的分类2019/8/3煤的元素组成•煤是由多种有机物质和无机物质混合组成的固体碳氢燃料。煤中有机物质主要由碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、四种元素构成，还有一些元素组成煤中的无机物质，主要有硫（S）、磷（P）以及锗（Ge）、镓（Ga）、铍（Be）等含量甚微的稀有金属元素等。2019/8/3CCO232866KJCCO9270KJHH2O120370KJSSO29100KJCCO232866KJCCO9270KJHH2O120370KJSSO29100KJ燃烧燃烧燃烧燃烧2019/8/3煤质指标•水分（M），水分是煤中的不可燃成分，其来源有三种，即外部水分、内部水分和化合水分。•灰分（A），灰分是指煤完全燃烧后其中矿物质的固体残余物。•挥发分（V），挥发分是隔绝空气的条件下，将煤加热到850℃左右，从煤中分解出来的液体和气体产物。•发热量（或称热值），煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧后所释放的热量，单位为KJ/kg。2019/8/3发热量•发热量（或称热值）。煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧后所释放的热量，单位为KJ/kg。•高位发热量：包含烟气中水蒸气凝结时放出的热量。•低位发热量：不包含烟气中水蒸气凝结时放出的热量。•我国有关锅炉计算均以低位发热量为准。•煤的发热量因煤种不同而不同，含水分、灰分多的煤发热量较低，通常称为劣质煤。褐煤的低位发热量10000-17000KJ/kg，烟煤为2000-33000KJ/kg，无烟煤为26000-33000KJ/kg。2019/8/32.汽轮机汽轮机是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分。汽轮机本体由固定部分和转动部分组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。2019/8/3低压缸转子2019/8/3汽轮机工作原理l一大轴；2一叶轮；3一动叶片；4一喷嘴2019/8/3汽轮机的分类•凝汽式汽轮机•抽气式汽轮机•背压式汽轮机2019/8/3凝汽式汽轮机•凝汽式汽轮机：蒸汽在汽轮机中膨胀做功，做完功后的蒸汽在低于大气压力的真空状态下进入凝汽器凝结成水。2019/8/3过热蒸汽补给水冷却水锅炉高压加热器给水泵除氧器汽轮机发电机凝汽器低压加热器凝结水泵循环水泵抽气冷却水塔热力发电厂生产过程图2019/8/3•抽气式汽轮机：从汽轮机中间某级后抽出一定的可以调整参数、流量的蒸汽对外供热，其余气流排入凝汽器。可分为一次调整抽气式汽轮机和二次调整抽汽式汽轮机。2019/8/3•背压式汽轮机：汽轮机的排气压力大于大汽压力，排汽直接供热用户使用，而不进入凝汽器。当排汽作为其它中、低压汽轮机的工作蒸汽时，又称前置式汽轮机。2019/8/3新蒸汽背压式汽轮机热用户减温减压装置调节阀背压式汽轮机装置简图2019/8/3背压式汽轮机的特点•背压式汽轮机是供热式汽轮机的一种，进汽轮机的蒸汽在汽轮机中做完功后在背压（大于大气压）下全部排出，其排汽既可供应工业生产用汽，又可作供暖用汽。2019/8/3•背压机组是以热负荷来调整发电负荷的发电机组•背压式汽轮机无法同时满足热、电两种负荷。2019/8/3背压式汽轮机结构特点：•背压式汽轮机不需要凝气设备，当然也就没有回热系统；也就没有冷却水塔。•背压式汽轮机总的理想比焓降比较小，为提高变工况时的效率，一般都采用喷管调节。2019/8/33.发电机•在发电厂中，同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。将一次能源（水力、煤、油、风力、原子能等）转换为二次能源的设备。2019/8/3发电机结构•同步发电机由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。•定子由定子铁心、定子线圈、机座、端盖、风道等组成。定子铁心和线圈是磁和电通过的部分，其他部分起着固定、支持和冷却的作用。•转子由转子本体、护环、心环、转子线圈、滑环、同轴激磁机电枢组成。2019/8/32019/8/3•我们怎么就责任大？我们怎么就有力量？•我们将要安装一台6000KW的发电机组。•50%的负荷，全天时间，电价，全天电产值•3000KW×24h×0.8=57600元•50%的负荷蒸汽量，全天时间，蒸汽单价，全天汽产值•3000×0.015T×24h×100=108000元2019/8/32019/8/3温度•温度是物体冷热程度的标志。2019/8/3摄氏度℃？华氏度℉？热力学温度K？•摄氏温标：1740年瑞典人摄氏提出在标准大气压下，把冰水混合物的温度规定为0度，水的沸腾温度规定为100度。根据水这两个固定温度点来对玻璃水银温度计进行分度。两点间作100等分，每一份称为1摄氏度。记作1℃。•华氏温标：1714年德国人法勒海特以水银为测温介质，制成玻璃水银温度计，选取氯化铵和冰水的混合物的温度为温度计的零度，人体温度为温度计的100度，把水银温度计从0度到l00度按水银的体积膨胀距离分成100份，每一份为1华氏度，记作“1℉”。其结冰点是32℉,沸点为212℉。•开氏温标：根据热力学第二定律的基本原理制定把水的三相点的温度，即水的固相、液相、气相平衡共存状态的温度作为单一基准点（摄氏零度），并规定为273.15K。开氏温标即热力学温标。2019/8/3三种温标的关系：•H℉=1.8t℃+32(t为摄氏温度数，H为华氏温度数)•TK=t℃+273.16(t为摄氏温度数，T为热力学温度数)•摄氏温标和开氏温标并无实质差异，而仅仅只是零点取值的不同。2019/8/3温度的表象•-273.15℃绝对零度是温度的最低极限，当达到这一温度时所有的原子和分子热运动都将停止。•-130℃地球南极最高峰——文生峰，最低气温•-70℃北极最低气温•-50℃我国最冷气温黑龙江漠河•700℃烟头、蚊香的温度•1000℃钻石的形成•4000℃太阳黑子•6000℃太阳表面•7000℃地热能•8000℃牛郎星表面温度•10000℃织女星表面温度•1000000℃(百万摄氏度)太阳的日冕温度•10000000℃(千万摄氏度)中子星表面温度•1000000000℃(10亿摄氏度)及以上宇宙大爆炸时瞬间温度返回2019/8/3压力•单位面积上所受的垂直作用称为压力（即压强）。•分子运动学说把气体的压力看作是大量气体分子撞击器壁的平均结果。•我国法定计量单位的压力单位是帕斯卡（简称帕），符号为Pa•1Pa=1N/m22019/8/3PbPePPbPvPab绝对压力PePPbPvP00绝对压力、表压力、真空度和大气压力间的关系返回2019/8/32019/8/3焓是一个状态参数，用符号H来表示，单位是J，比焓的单位是J/kg。通俗来说，焓就是工质的做功能力的总和。•H=U+PV•（U是工质的热力学能是贮存于工质内部的能量，PV工质的推动功即工质移动时所传输的能量）•1kg工质的焓称为比焓，用h表示，即•h=u+pv•u是1kg工质的热力学能，是储存于1kg工质内部的能量。pv是1kg工质的推动功，即1kg工质移动时所传输的能量。2019/8/32019/8/3焦耳•焦耳（J），简称焦，是能量、功、热的单位。•两种定义形式：Ⅰ.1J=1N·m